H型抗滑桩加固膨胀土滑坡的有限元分析及优化设计

基于西南山区某膨胀土滑坡整治工程,采用非线性有限元方法,分析了全埋式H型抗滑桩加固膨胀土边坡的有效性及其与膨胀土边坡相互作用时的受力特性,并提出了优化设计方案。研究结果表明:全埋式H型抗滑桩能有效遏制膨胀土滑坡的塑性区发展及边坡的滑移;桩排距不应小于4.0 m,桩列距取4.5~5.0 m为宜。     

考虑自重应力的悬臂式抗滑桩三维土拱效应及合理间距研究

为了探讨路堑边坡悬臂式抗滑桩的合理间距问题,考虑到自重应力的存在及桩间土的受力特点,根据桩间滑体自身的强度条件及土拱的轴向应力与拱跨的关系,建立了三维计算模型;推导出悬臂式抗滑桩的临界高度与最大桩间净距的计算公式,并结合计算公式研究了桩间距对相关参数的敏感度,模拟了桩间土拱效应沿高度分布的空间形态,分析了桩后土拱效应的影响范围;通过工程实例对推导的合理桩间距计算方法进行了验证.结果表明:实际设计值与计算结果基本一致,在对悬臂式桩土拱效应进行研究时应建立三维模型.     

基于渗流软化的膨胀土边坡最优支护时间计算

根据膨胀土边坡破坏的特点,以云南广大线扩能改造工程云驿隧道段膨胀土边坡为依托,通过现场监测、理论分析、PLAXIS岩土有限元软件计算得到边坡最优支护时间,并与现场实测数据进行对比验证。分析表明:基于渗流路径土体软化方法计算得到的边坡滑动失稳临界时间为1.5个月左右,与现场实测时间基本一致,并且计算得到的边坡达到临界状态时的水平位移小于实测得到的水平边坡位移,计算偏于安全,可用于对膨胀土边坡最优支护时间进行计算。     

抗滑桩加固边坡优化探讨

利用FLAC3D的内置fish语言结合其SLOPE组件基于强度折减法对其进行了二次开发,编制了抗滑桩边坡安全系数计算程序。通过典型算例与传统极限平衡法和有限元强度折减法计算的安全系数对比并分析,验证了该法的可靠性。建议单排抗滑桩的布置主要考虑两点:①抗滑桩宜设于边坡坡脚或坡脚至边坡中下部范围;②桩距一般为2.5倍桩径。     

抗滑桩参数变化对土质边坡稳定性的影响研究

为研究抗滑桩不同施工参数对土质稳定性的影响,针对某人工加固土质边坡工程,采用FLAC^3D建立数值模型,对抗滑桩不同截面尺寸、锚固深度和桩间距对边坡位移、安全系数、最大弯矩和剪力的影响进行分析。结果表明,增大抗滑桩截面尺寸可降低边坡变形,减小边坡受力,提高边坡的稳定性;适宜的抗滑桩锚固深度和间距可使边坡变形最小、受力最合理、稳定性最好。     

考虑桩侧及桩后土拱联合作用的抗滑桩桩间距研究

为探究抗滑桩合理桩间距的计算方法,首先,考虑桩侧土拱及桩后土拱的联合作用,建立出相应的双土拱简化计算模型。其次,基于Mohr-Coulomb破坏准则及极限平衡理论,依次分析桩侧土拱、拱间土体及桩后土拱的受力特性。然后,以静力平衡与拱脚处截面强度为控制条件,分别获得桩侧土拱及桩后土拱的极限承载力,进而联立求解出联合作用时的极限承载力,并在此基础上,推导出抗滑桩合理桩间距计算公式。最后,通过某工程实例对此计算公式进行了验证,结果表明:理论计算与工程实例结果吻合较好,该公式用于抗滑桩工程中计算合理桩间距是可行的;并对比分析了其他现有理论计算结果与实际值存在偏差的原因,进一步验证了双土拱模型的优越性。此外,为探究合理桩间距的影响因素,依次分析了土体抗剪强度指标(内摩擦角及黏聚力)、抗滑桩截面尺寸(正面宽度及侧面宽度)、均布滑坡推力及滑坡推力分布形式(沿桩长方向)等参数对合理桩间距的影响,并综合考虑各参数拟合出合理桩间距的简化计算公式。结果表明:合理桩间距随土体黏聚力、抗滑桩侧面宽度及抗滑桩正面宽度增大近似呈线性增大,随土体内摩擦角增大呈非线性增长且增长速率逐渐增大,而随着滑坡推力的增大,合理桩间距呈现出非线性减小且趋势逐渐减缓。     

考虑土拱效应的抗滑桩桩间距计算方法研究

抗滑桩桩间距是抗滑桩支挡工程中的重要设计参数。基于边坡工程中抗滑桩桩间土拱效应的研究,建立桩后土拱的计算模型,对土拱进行受力分析,在满足两侧土拱摩擦力与下滑推力静力平衡的条件下,以土拱受力最大截面的稳定性以及拱脚和跨中截面的强度要求来确定桩间距,並将桩间距计算式应用于具体的工程实例并优化,定性地说明桩间距在不同参数影响下的变化情况。     

排间距对双排抗滑桩加固土质边坡稳定性影响分析

运用有限元软件建立双排抗滑桩加固边坡数值模型,基于有限元强度折减法,模拟分析了排间距对边坡稳定性的影响,并分别针对不同排间距的边坡前、后抗滑桩位移、剪力、弯矩及边坡稳定系数进行对比分析。研究表明:随着排间距的增大,边坡前、后排桩水平位移、剪力及弯矩均呈先减后增趋势;边坡稳定性随着排间距的增大呈先增后减趋势;抗滑桩排间距设计在10～15m范围,边坡前、后排抗滑桩的水平位移值、剪力值、弯矩值均最小及稳定系数最高,边坡安全稳定性最高。研究结果可为双排抗滑桩加固公路边坡工程设计和施工提供理论参考和借鉴。     

基于BOTDA的抗滑桩受力分析研究

以某高速公路边坡为例,基于BOTDA分布式光纤传感技术对抗滑桩进行长期、高精度、分布式的应变监测,以光纤监测数据为基础反分析抗滑桩受力状态下的内力分布情况,对比抗滑桩相应的材料强度设计指标以评价抗滑桩的工作状态。结果表明,采用BOTDA的桩身应力应变计算方法,无需过多的经验性参数,即可获取抗滑桩的桩身内力分布情况。在此基础上,通过对比分析抗滑桩的轴向应力与材料设计强度指标,发现抗滑桩目前处于安全状态,且有一定安全储备。     

基于摩擦拱的抗滑桩间距计算模型研究

基于桩间摩擦拱效应,考虑坡面倾角对抗滑桩桩间距的影响,并以此建立计算模型,分别得到了相应的桩间距计算方法。通过考虑摩擦拱顶部和拱脚处土体强度,得到了相应的计算桩间距公式,并在一定条件下以此为临界点来最终确定桩间距的计算结果。通过工程实例,进一步验证了考虑斜坡倾角情况下抗滑桩桩间距的计算模型比较合理,并分析了桩间距与土体内摩擦角以及桩间距与斜坡倾角之间的关系。     

基于土拱效应的桩间距计算方法研究

基于桩间土的土拱效应,利用合理拱轴线几何特征及摩尔-库仑强度准则,通过力学概念分析,根据桩间静力平衡条件、土拱跨中及拱脚处的强度等基本控制条件,建立桩间距的计算模型。以工程实例对推导的桩间距计算公式进行验证,并与其他计算方法进行了比较,计算结果表明:实际设计值与计算结果基本一致。     

变刚度抗滑桩性状研究

边坡中各处的滑坡体厚度、滑坡推力、地层抗力等不同,则各处抗滑桩的设置也应有所不同,即应采用变刚度布桩。变刚度抗滑桩有竖向上桩身刚度不一致、横向上桩间距不一致、纵向上桩排距不一致及各桩截面大小不一致四种类型。为模拟滑体的厚度和滑坡推力在横向上分布的不均匀性,建立了抗滑桩加固边坡的三维模型,在模型的左右两侧设置竖立的薄层岩壁,并对设置岩壁边界与未设置岩壁边界的情形进行了比较,发现设置岩壁边界后,滑坡在横向上呈不均匀分布,与实际情况接近。研究了变刚度抗滑桩在桩横向变形、桩弯矩等方面的特性,并与等刚度抗滑桩进行了比较,显示了变刚度抗滑桩加固边坡的优越性。     

水利工程中双排钢板桩支护结构性状研究

某水闸基坑工程中采用带拉杆的双排钢板桩结构解决单排钢板桩支护位移过大问题。运用有限元软件模拟排间距及被动区土体加固长度对支护结构及周边管道位移的影响,结果表明,双排钢板桩支护结构前、后排桩及桩间管道水平位移均随排间距的增大而减小,桩间管道竖向位移随排间距的增大先增大、后减小,竖向位移最大时对应的排间距与桩间土体破坏面宽度有关。支护结构及管道位移均随土体加固长度的增大而减小。通过设置合适的排间距及土体加固长度,基坑开挖变形满足规范要求并可限制桩间管道位移,供类似工程设计参考。     

砂质高边坡路堑工程双排桩支护结构数值分析

针对川藏铁路某风积砂高边坡路堑工程中“双排桩+植筋挡土板”支挡结构的设计，运用理论分析和数值计算方法，对双排桩设计方法、结构形式、桩间距等主要问题进行了研究。结果表明:单位宽度设桩数量不变时，矩形布桩在结构受力、抵抗变形、桩-土作用方面均优于梅花形布桩；桩间距取2~4倍桩径时，桩间土拱效应显著，桩间土加固效果好；连接钢筋最大轴力位于两端，应采取加强措施。     

基于FLAC3D的抗滑桩间距优化设计研究

结合工程实例,基于FLAC3D数值模拟方法,分析了不同桩间距下桩间土体拱效应的产生机理,直观有效地反应了桩间距优化后的加固效果,利用强度折减法计算预应力锚索抗滑桩加固后的滑坡体稳定性系数。结果表明:当桩间距为2.0～3.5倍桩宽时,桩间土拱效应得到充分发挥,并利用数值模拟优化。     

基于ANSYS的悬臂式抗滑桩桩前被动土拱效应影响因素研究

基于水平集中力作用下的明德林应力解，推导出了相邻两桩桩前土体某一深度平面内任意点的附加应力表达式，运用MATLAB计算得到应力等值线的分布，分析了被动土拱效应随桩间净距、桩宽和桩前距离的变化规律。并通过ANSYS对被动土拱效应的影响因素进行了数值模拟分析。计算结果表明:在一定桩身水平位移和桩间距下，相邻两桩桩前会产生被动土拱效应，且随着桩间距的增加，被动土拱效应减弱，土拱范围先增大后减小；随着桩前距离的增加，被动土拱效应减弱。     

抗拔桩在人防工程中应用的试验研究

结合人防工程抗拔桩的静载荷试验,通过在沿桩身长度范围内土层分界面附近安装钢筋计,测得了桩身每段分担的荷载,研究了粘性土中抗拔桩荷载传递特征。利用相关规范中桩基抗拔承载力的公式对桩的承载力进行计算,并与试验结果进行了验证。